KR20130104860A - Ship navigation system and path control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해상 이동체에 대한 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 선박의 경로 설정에 있어서 다양한 환경정보를 고려하면서 최적항로를 이동하도록 계획하기 위하여, 출발지점으로부터 목적지점까지 고려될 수 있는 복수의 도달가능지점들을 환경정보에 따라 필터링하며 목적지점까지의 최적경로를 찾는 해상 이동체에 대한 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a navigation apparatus and method for a marine moving object. More specifically, in order to plan to move the optimum route while considering various environmental information in setting the route of the vessel, a plurality of reachable points that can be considered from the starting point to the destination point are filtered according to the environmental information and the destination point The present invention relates to a navigation apparatus and a method for a marine moving object for finding an optimal path of a.
선박의 항해 계획을 수립하는 과정에 있어서, 개별 선박의 파랑 중의 선박정보, 기상정보 및 해상정보 등의 자연환경정보, 육상구역, 위험지역, 국경선 등 해도정보 등 다양한 요소들을 모두 고려하는 것은 항해자의 경험 및 직관에 따르는 경우가 대부분이다. In the process of establishing a ship's navigation plan, it is necessary for the navigator to consider all the various factors such as ship information, weather information, and natural environment information such as meteorological information and maritime information, and chart information such as land area, danger area, and border line. Most of the time it depends on experience and intuition.
한편 선박에 장착된 항해 관련 장비로 자동화시스템, 위성통신시스템, 기상관측시스템, 항해시스템 등이 정보를 제공하더라도 그 항해 계획 수립에 있어서, 다양한 경우의 수를 모두 고려하여 계산하다 보니 경로 계산의 복잡도가 증가하고, 계산 속도가 느려지는 문제가 있었다. On the other hand, even though the information related to automation equipment, satellite communication system, meteorological observation system, navigation system, etc., provided on the ship is provided, the route calculation complexity takes account of all the various cases in the planning of the navigation. Increased, and the calculation speed was slowed.
또한 출발지점 앞에 금지구역이 있거나, 출발지점과 목적지점 사이에 금지구역이 있는 경우에는 출발지점으로부터 항로 생성 가능지역을 판단하기 때문에 금지구역을 통과하는 항로를 제시하는 문제가 있었다.In addition, when there is a prohibited area in front of the starting point, or when there is a prohibited area between the starting point and the destination point, there is a problem of suggesting a route passing through the prohibited area because it determines the possible route generation area from the starting point.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 선박 각각에 대해 출발지점과 목적지점이 설정되면, 해당 선박의 환경정보를 모두 수집하여 분석하고, 선박의 이동 중에 고려할 수 있는 복수의 도달 가능 지점을 상기 환경정보를 반영한 일정기준에 따라 필터링 하여 최적항로를 제공하는 선박 네비게이션시스템 및 그 경로제어방법을 제공한다.In order to solve the above problems, when a starting point and a destination point are set for each ship, all the environmental information of the ship is collected and analyzed, and a plurality of reachable points that can be considered during the movement of the ship are reflected in the environmental information. It provides a ship navigation system and route control method that provides the optimal route by filtering according to certain criteria.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박네비게이션 시스템은 선체정보를 포함한 고정정보를 관리하는 고정정보시스템, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 가변정보를 관리하는 가변정보시스템 및 상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로정보를 제공하는 항로제어시스템을 포함한다. In order to solve the above technical problem, the ship navigation system according to an embodiment of the present invention comprises at least one of a fixed information system for managing fixed information including the hull information, location information, weather information, obstacle zone information and chart information A variable information system for managing variable information, and a route control system for providing optimum route information between a starting point and a destination point by reflecting the fixed information and the variable information.
상기 항로제어시스템은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 지정된 시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하여 최적항로정보를 제공할 수 있다. The route control system generates a plurality of second points reachable within a specified time based on the final speed of the ship from at least one first point of the route reaching the destination point from the starting point, and the fixed information or the According to the variable information, at least one second point of the plurality of second points may be selected to provide optimal route information.
상기 항로제어시스템은 상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성할 수 있다.The route control system generates the plurality of second points with respect to all directions when the first point is a starting point, and when the first point is not the starting point, the plurality of second points within a preset angle. Can be generated.
상기 항로제어시스템은 상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택할 수 있다.The route control system may select at least one second point that is the shortest distance to the destination point from among the plurality of second points.
상기 항로제어시스템은 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하고, 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점들을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택할 수 있다.The route control system determines whether the plurality of second points correspond to an obstacle area based on at least one of weather information, sea chart information, obstacle area information, and location information, and deletes the second points included in the obstacle area. Second points not included in the obstacle area may be selected.
상기 Ux 모듈은 상기 장애구역정보를 저장할 수 있다.The Ux module may store the fault zone information.
상기 장애구역정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The obstacle zone information may include at least one of traffic line information, land area information, border information, and dangerous area information.
상기 항로제어시스템은 상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된의 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택할 수 있다.The route control system may select the first point and the second point such that a route connecting the first point and the second point from the starting point to the destination point is equal to or less than a predetermined distance.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 경로제어방법은 (a)출발지점과 목적지점을 설정하는 단계, (b)선체정보, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고정정보 또는 가변정보를 수집하는 단계, (c)상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하는 단계, (d)상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 단계 및 (e)상기 선택된 제2 지점이 상기 목적지점에 도달할 때까지 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계를 반복하는 단계를 포함한다.In order to solve the above technical problem, the route control method of the ship navigation system according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) setting the departure point and the destination point, (b) hull information, location information, weather information, Collecting fixed information or variable information including at least one of obstacle area information and chart information; (c) based on a final speed of the ship from at least one first point of a path from the starting point to the destination point; Generating a plurality of second points reachable with each other; (d) selecting at least one second point among the plurality of second points according to the fixed information or the variable information; and (e) selecting the second point. Repeating steps (c) and (d) until two points reach the destination point.
상기 (c)단계는 상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성할 수 있다.In the step (c), when the first point is a starting point, the plurality of second points are generated in all directions, and when the first point is not the starting point, the plurality of second points within a preset angle. You can create a point.
상기 (d)단계는 상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택할 수 있다.Step (d) may select at least one second point that is the shortest distance from the plurality of second points to the destination point.
상기 (d)단계는 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하는 단계 및 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The step (d) may include determining whether the plurality of second points correspond to an obstacle area based on at least one of weather information, chart information, obstacle area information, and location information, and determine a second point included in the obstacle area. The method may include selecting second points that are not included in the obstacle area.
상기 장애구역정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The obstacle zone information may include at least one of traffic line information, land area information, border information, and dangerous area information.
상기 (d)단계는 상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된의 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (d) further includes the step of selecting the first point and the second point so that the route connecting from the starting point to the destination point through the first point and the second point is less than a predetermined distance. can do.
본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법은 경로설정에 효율적인 알고리즘을 제시함으로써 경로 계산의 복잡도를 낮추고, 계산 속도를 향상시킬 뿐 아니라 출발지점으로부터 목적지점으로의 경로 항해 중 발생할 수 있는 다양한 요소들을 고려한 최적항로를 제공하는 효과가 있다.The ship navigation system and the route control method of the ship navigation system according to the embodiments of the present invention reduce the complexity of route calculation, improve the calculation speed by providing an efficient algorithm for setting the route, and also improve the calculation speed from the starting point to the destination point. It has the effect of providing an optimal route considering various factors that may occur during route navigation.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 선박네비게이션 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 선박 네비게이션시스템의 구성을 구체적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점인 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점이 아닌 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 제2지점을 필터링하는 일실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제2지점들 중 필터링된 제2지점을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템에 따라 출력된 최적항로를 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a schematic conceptual diagram of a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a ship navigation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing in detail the configuration of the ship navigation system of FIG.
4 is a conceptual view illustrating a process of generating a second point at a first point, which is a starting point, of a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual view illustrating a process of generating a second point at a first point instead of a starting point in a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating an embodiment in which a ship navigation system filters a second point according to embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a filtered second point among second points illustrated in FIG. 6.
8 is a conceptual diagram illustrating an optimal route output according to a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a path control method of a ship navigation system according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 선박네비게이션 시스템의 개략적인 개념도이다.1 is a schematic conceptual diagram of a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
선박에서 출발지점(A)으로부터 목적지점(B)까지 이동하는 항로를 결정하기 위해서는, 운항에 영향을 미치는 다양한 요소를 모두 고려하여야 한다. 도 1의 선박 네비게이션시스템(100)은 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이의 경로에 대하여 바람,해류,파고,너울, 일기 등의 기상정보, 지리적위치정보, 수심 등의 해도 정보를 포함한 가변정보를 수집하고, 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등의 선체정보를 포함한 고정정보를 실시간으로 모니터링한다. 그 결과, 선박 네이게이션시스템(100)은 가변정보 및 고정정보를 모두 고려하여 출발지점(A)으로부터 목적지점(B)까지의 이동경로를 계산하여 선박의 경로를 제어한다.In determining the course of travel from the point of departure (A) to the point of destination (B) on a ship, all the various factors affecting the operation should be considered. The
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a ship navigation system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 네비게이션시스템(100)은 고정정보시스템(110), 가변정보시스템(120), 인터페이스시스템(130) 및 항로제어시스템(200)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
고정정보시스템(110)은 고정정보를 관리한다.고정정보는 실시간으로 모니터링된 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등의 선체정보를 포함한다.The
가변정보시스템(120)은 실시간으로 가변정보를 모니터링하며 가변정보를 관리한다. 가변정보는 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 등을 포함한다. The
항로제어시스템(200)은 상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로를 제공한다. 항로제어시스템(200)은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 선박의 최종속도로 기준시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 필터링하며 상기 제1지점으로 업데이트하는 것을 반복하여 상기 필터링된 제2 지점들을 연결한 최적항로를 제공할 수 있다.The
인터페이스시스템(130)은 고정정보, 가변정보, 최적항로 등을 포함한 각종 입출력정보를 송수신하고, 디스플레이할 수 있다. The
도 3은 도 2의 선박 네비게이션시스템의 구성을 구체적으로 나타내는 블럭도이다.3 is a block diagram showing in detail the configuration of the ship navigation system of FIG.
도 3을 참조하면, 고정정보시스템(110)은 실시간 감시 모듈(111)을 포함할 수 있다. 실시간 감시 모듈(111)은 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등을 모니터링한다. 각 기관상태정보는 예를 들어 엔진, 프로펠러, 트러스터, 러더(rudder) 등의 상태정보가 있다. 고정정보시스템(110)은 선박의 자동화시스템과 연계되어 동작할 수도 있다. 자동화시스템에는 예를 들어 선박자동제어시스템(IAS), 선박 기관 및 화물 통합감시제어시스템(ICMS) 및 자동화 적하목록시스템(AMS) 등이 있다.Referring to FIG. 3, the fixed
가변정보시스템(120)은 기상모듈(121), 위성통신모듈(122), 해도모듈(123) 을 포함한다. The
기상모듈(121)은 기상관측시스템과 연계되어 동작한다. 기상관측시스템은 풍속계, 기압계, 수온계, 강우계 등의 센서장비를 갖추어 일기를 관측하고, 파고 측정 레이더(radar)를 갖추어 해상상태를 관측할 수 있다. 기상모듈(121)은 선박이 위치한 곳 뿐만 아니라 사용자가 모니터하고자 하는 지역의 기상 및 해상정보를 기상관측시스템으로부터 수신하여 알려준다.The
위성통신모듈(122)은 위성통신시스템과 연계되어 동작한다. 위성통신시스템은 위성을 이용하여 거시적 기상예보 정보를 송신하고, 선박의 현재 운항상태 및 선박이 위치한 곳의 실시간 기상정보 등을 포함한 자선정보를 육상에 있는 기지국으로 전송한다. 즉, 위성통신모듈(122)은 선박에 기상정보 및 기상예보를 수신하고, 자선정보를 기지국으로 전송한다.The
해도모듈(123)은 항해시스템과 연계되어 동작한다. 항해시스템은 지리적위치정보시스템(GPS), 선박위치자동식별시스템(AIS) 등 필수 항해 정보 센서를 포함한다. 또한, 항해 시스템은 항로 호환, 레이더 표적 정보 및 영상 오버레이가 가능한 전자해도 및 정보 표시장치(Electronic Chart Display and Information System; ECDIS) 및 레이더(radar) 등을 포함할 수 있다. 해도모듈(123)은 항해시스템으로부터 해도정보, 영상정보,표적정보 등을 수신할 수 있다.The
항로제어시스템(200)은 항로제어모듈(210)과 UX모듈(250)을 포함할 수 있다. The
항로제어모듈(210)은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 선박의 최종속도로 기준시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 필터링하며 상기 제1지점으로 업데이트하는 것을 반복하여 상기 필터링된 제2 지점들을 연결한 최적항로를 제공한다. The
Ux모듈(250)은 상기 고정정보, 상기 가변정보 및 상기 최적항로정보 중 적어도 어느 하나를 수집하여 저장할 수 있다. 또한 항로제어모듈(210)이 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하면, Ux 모듈은 상기 판단된 장애물 영역정보를 더 저장할 수 있다. 장애구역정보란 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 위험지역 정보 등을 포함할 수 있다.The
인터페이스시스템(130)은 모니터(131)를 포함할 수 있다. 모니터(131)는 고정정보 시스템, 가변정보 시스템 및 항로제어시스템으로부터 송수신되는 정보를 디스플레이한다.The
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점인 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점이 아닌 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 제2지점을 필터링하는 일실시예를 설명하기 위한 개념도이고, 도 7은 도 6에 도시된 제2지점들 중 필터링된 제2지점을 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a process of generating a second point at a first point of a ship navigation system according to embodiments of the present invention, and FIG. 5 is a ship navigation system according to embodiments of the present invention. 6 is a conceptual diagram illustrating a process of generating a second point at a first point other than the starting point. FIG. 6 is a view illustrating an embodiment in which a ship navigation system filters a second point according to embodiments of the present invention. 7 is a conceptual diagram illustrating a filtered second point among the second points illustrated in FIG. 6.
설명의 편의를 위해 Vo는 선박의 정상조건하 속도, Vw는 선박의 정상속도에 기상조건이 반영된 속도, U는 해류의 속도, Vg는 선박의 최종속도라 가정하자.For convenience of explanation, assume that Vo is the speed under normal conditions of the ship, Vw is the speed at which the weather conditions are reflected in the normal speed of the ship, U is the speed of the current, and Vg is the final speed of the ship.
선박의 최종속도(Vg)는 선박의 정상속도에 기상조건이 반영된 속도(Vw)와 해류의 속도(U)의 벡터합과 같다.The final speed (Vg) of the ship is equal to the vector sum of the speed (Vw) and the speed of the current (U), which reflect the weather conditions in the normal speed of the ship.
도 4를 참조하면, 항로제어시스템(200)은 먼저 Vg의 속도로 기준시간(△ t), 기설정된 각도만큼 이동이 가능한 위치의 목록(Xn(△ t))을 생성한다. 기준시간(△ t)이란 당직시간 기준으로 4시간,6시간,12시간 등 실시예에 따라 다양하게 설정가능하다. Xn(△ t)에 속한 각 지점들은 페어런츠(parent), G값(Gvalue), H값(Hvalue)를 가질 수 있다. 페어런츠란 선박이 지나온 지점, G값은 선박이 출발지점(A)으로부터 이동해온 거리(Vg x △ t) 및 H값은 목적지점(B)까지의 거리라고 하자.Referring to FIG. 4, the air
도 4를 참조하면, 먼저 출발지점(A)에서 같은 거리(d)간격의 여러지점 X1(△ t)을 만든다. 출발지점인 경우 전방향(각도 360도)으로 복수의 X1(△ t)을 생성한다. 출발지점(A)에서 만들어진 n개의 지점 중 임의의 점 X1(△ t)에서 동일하게 Vg를 계산해서 이동이 가능한 점의 목록을 원형으로 정의한 것이다. Referring to FIG. 4, first, several points X1 (Δt) of the same distance d are separated from the starting point A. FIG. In the case of the starting point, a plurality of X1 (Δt) is generated in all directions (360 degrees). It is a circular definition of the list of points that can be moved by calculating Vg equally at any point X1 (Δt) among the n points made at the starting point A.
도 5를 참조하면, 상기 복수의 X1(△t)에서 동일하게 Vg를 계산해서 이동이 가능한 점 X2(△t)의 목록을 전 단계와 동일하게 생성한다. 그런데 출발시와 달리 선박이 이동 중에는 급격한 방향전환이 힘들기 때문에 출발지점(A)에서 이동되어온 방향을 기준으로 기설정된 각도 내에서만 이동이 가능하다. 따라서, 기설정된 각도 외의 X1(△t)는 필터링하여 제거하고, 기설정된 각도 내의 X1(△t) 내에서 이동이 가능한 점 X2(△t)의 목록을 생성한다. 기설정된 각도는 선박의 종류 또는 선박의 운행 중 속도 등 다양한 요소를 고려하여 다양하게 설정할 수 있다. Referring to FIG. 5, a list of points X2 (Δt) that can be moved by calculating Vg in the plurality of X1 (Δt) is generated in the same manner as in the previous step. However, unlike the departure, since the ship is difficult to change the direction sharply, it is possible to move only within a predetermined angle based on the direction that has been moved from the starting point (A). Therefore, X1 (Δt) other than the preset angle is filtered out, and a list of points X2 (Δt) that can be moved within X1 (Δt) within the preset angle is generated. The preset angle may be set in various ways in consideration of various factors such as the type of the ship or the speed during operation of the ship.
상기와 같은 복수의 이동가능 지점 생성 및 필터링을 거치더라도 그 경우의 수가 기하급수적으로 늘어날 수 있다. 계산복잡도 및 계산속도를 고려하여, 항로제어시스템(200)은 복수의 X2(△t) 중에서 도 6과 같이 일정 영역을 설정하여 그 설정 영역 중 가장 멀리 이동한 대표점, 즉, 목적지점(B)와 가까운 지점만 남기고 도 7과 같이 다른 점의 목록을 삭제한다. Even if the plurality of movable points are generated and filtered as described above, the number of cases may increase exponentially. In consideration of the calculation complexity and the calculation speed, the air
또한, 항로제어시스템(200)은 필터링된 대표점들 중 G값과 H값을 계산하여 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이 직선거리의 M배보다 크면 그 대표점은 삭제한다. 이때 M은 자연수로, 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다. In addition, the
또한, 항로제어시스템(200)은 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이에 육상영역이나 장애물(암초 등)이 있는지 판단할 수 있다. 항로제어시스템(200)은 복수의 대표점 Xn(△ t) 지점들의 해도 정보를 로딩하여 육상영역 또는 장애물이 있는 영역일 경우 다시 필터링을 할 수 있다. In addition, the
또한, 항로제어시스템(200)은 해도정보, 항로정보, 선체정보 등에 기초하여 복수의 대표점 Xn(△ t) 지점들이 통항선(Traffic Line) 지역 또는 국경(National Border)에 속하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 임의의 대표점 Xn(△ t)이 통항선 지역에 속할 때에는 통항선의 진행방향과 Xn(△ t)의 이동방향을 비교해서 차이가 나면 필터링을 할 수 있다.In addition, the
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템에 따라 출력된 최적항로를 나타낸 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating an optimal route output according to a ship navigation system according to embodiments of the present invention.
도 8을 참조하면, 항로제어시스템(200)은 다양한 환경정보에 기초하여 " n x △ t" 시간 이후 만들어진 지점의 목록과 출발지점(A)과 목적지점(B)과의 최단거리가 기준시간 내에 도달하게 되면, 해당 작업을 중지하고 최단거리가 된 지점을 연결(d1-d2-....-dn)하여 페어런츠 지점들을 연결하여 최적경로를 생성한다.Referring to FIG. 8, the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법을 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a path control method of a ship navigation system according to an embodiment of the present invention.
선박 네비게이션시스템(100)은 먼저 출발지점(A)과 목적지점(B)을 설정하고(S10), 선체정보를 포함한 고정정보와 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 등을 포함한 가변정보를 실시간으로 수집한다(S20).The
선박 네비게이션시스템(100)은 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 기설정된 각도 내에서 설정시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성한다. 이때 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우(S30), 기설정된 각도에서 상기 설정시간 내에 상기 선박의 최종속도로 이동이 가능한 상기 복수의 제2 지점을 생성한다(S40,S50). 그러나 상기 제1 지점이 출발지점인 경우(S30), 전방향에서 상기 설정시간 내에 상기 선박의 최종속도로 이동이 가능한 상기 복수의 제2 지점을 생성한다(S45,S55). The
선박 네비게이션시스템(100)은 상기 환경정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하고 나머지 제2 지점들은 필터링할 수 있다. 환경정보는 고정정보 및 가변정보를 포함한다. The
보다 구체적으로 설명하면, 상기 복수의 제2 지점들이 기설정된 영역 내에 적어도 둘 이상 오버랩되는 경우, 상기 기설정된 영역 내에서 상기 목적지점으로부터 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하고 나머지 제2 지점들은 필터링한다. 즉, 복수의 제2 지점들 중 기설정 영역 중 가장 멀리 이동한 대표점, 즉, 목적지점(B)와 가까운 지점만 남기고 나머지 지점들은 삭제한다(S60).In more detail, when the plurality of second points overlap at least two within a predetermined area, at least one second point that is the shortest distance from the destination point in the predetermined area is selected and the remaining second point is selected. Filter. That is, only the point closest to the representative point, ie, the point closest to the destination point B, of the preset area among the plurality of second points is left, and the remaining points are deleted (S60).
또한 선박 네비게이션시스템(100)은 필터링된 대표점들 중 G값과 H값을 계산하여 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이 직선거리의 M배보다 크면 그 대표점은 삭제한다(S70). 이때 M은 자연수로, 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다. In addition, the
또한 선박 네비게이션시스템(100)은 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단한다. 그리고 상기 장애물 영역에 포함되는 적어도 하나의 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 나머지 제2 지점들만 필터링한다(S80). 이때 장애구역 정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 암초 정보 등을 포함한다. 예를 들어 임의의 대표점이 통항선 지역에 속할 때에는 통항선의 진행방향과 현재 선박의 이동방향을 비교해서 차이가 나면 필터링을 할 수 있다.In addition, the
선박 네비게이션시스템(100)은 상기 출발지점(A)에서 상기 제2 지점까지 연결한 경로가 상기 출발지점부터 상기 목적지점까지의 직선거리의 기설정된 배수 이상을 넘을 경우, 상기 최종 선택된 제2 지점을 필터링하고, 상기 직선거리의 기설정된 배수 이상을 넘지 않는 적어도 하나의 제2 지점만을 남길 수 있다(S90). 즉, H값(목적지점(B)까지의 거리)이 기준시간 내에 도달 가능거리보다 크면, 상기 제1지점으로부터 제2지점을 생성하여 필터링하는 과정을 반복한다.When the route connected from the starting point A to the second point exceeds a predetermined multiple of the linear distance from the starting point to the destination point, the
상기 선택된 제2 지점들을 연결한 경로가 기준시간 내에서 도달가능한 거리인 경우이면 최종 항로로 결정하여 출력한다(S100).If the path connecting the selected second points is a distance reachable within a reference time, the final route is determined and output (S100).
본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플레시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The path control method of the ship navigation system according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices that are specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 선박 네비게이션 시스템
110 : 고정정보시스템 111 : 실시간 감시 모듈
120 : 가변정보시스템
121 : 기상모듈 122 : 위성통신모듈
123 : 해도모듈 124 : 항로모듈
130 : 인터페이스시스템 131 : 모니터
200 : 항로제어시스템
210 : 항로제어모듈 250 : Ux 모듈100: ship navigation system
110: fixed information system 111: real-time monitoring module
120: variable information system
121: weather module 122: satellite communication module
123: sea chart module 124: route module
130: interface system 131: monitor
200: route control system
210: route control module 250: Ux module
Claims (15)
위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 가변정보를 관리하는 가변정보시스템; 및
상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로정보를 제공하는 항로제어시스템을 포함하고,
상기 항로제어시스템은
상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 지정된 시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하여 최적항로정보를 제공하는 선박 네비게이션시스템.A fixed information system for managing fixed information including hull information;
A variable information system for managing variable information including at least one of location information, weather information, fault zone information, and chart information; And
And a route control system for providing optimum route information between a starting point and a destination point by reflecting the fixed information and the variable information.
The route control system is
Generating a plurality of second points reachable within a specified time based on the final speed of the ship from at least one first point of the route from the starting point to the destination point; Ship navigation system for providing the optimum route information by selecting at least one second point of the plurality of second points.
상기 고정정보, 상기 가변정보 및 상기 최적항로정보 중 적어도 어느 하나를 수집하여 저장하는 UX 모듈을 포함하는 선박 네비게이션시스템.The method of claim 1, wherein the route control system
And a UX module for collecting and storing at least one of the fixed information, the variable information, and the optimum route information.
상기 항로제어시스템은
상기 제1 지점이 출발지점인 경우 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성하는 선박 네비게이션시스템.3. The method of claim 2,
The route control system is
And generating the plurality of second points in all directions when the first point is the starting point, and generating the plurality of second points within a predetermined angle when the first point is not the starting point.
상기 항로제어시스템은
상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템.3. The method of claim 2,
The route control system is
And at least one second point of the plurality of second points that is the shortest distance to the destination point.
상기 항로제어시스템은
기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하고, 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점들을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 선박 네비게이션시스템.3. The method of claim 2,
The route control system is
Determine whether the plurality of second points correspond to an obstacle area based on at least one of weather information, chart information, obstacle area information, and location information, and delete and include the second points included in the obstacle area in the obstacle area. Ship navigation system for selecting second points that are not.
상기 UX 모듈은
상기 장애구역정보를 저장하는 선박 네비게이션시스템.The method of claim 5,
The UX module
Ship navigation system for storing the fault zone information.
상기 장애구역정보는
통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 선박 네비게이션시스템.The method of claim 5,
The obstacle area information
A ship navigation system comprising at least one of traffic line information, land area information, border information, and dangerous area information.
상기 항로제어시스템은
상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The route control system is
And a first point and a second point so that a route connected from the starting point to the destination point through the first point and the second point is equal to or less than a predetermined distance.
(b)선체정보, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고정정보 또는 가변정보를 수집하는 단계;
(c)상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하는 단계;
(d)상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 단계; 및
(e)상기 선택된 제2 지점이 상기 목적지점에 도달할 때까지 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계를 반복하는 단계를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.(a) setting a starting point and a destination point;
(b) collecting fixed information or variable information including at least one of hull information, location information, weather information, fault zone information, and chart information;
(c) generating a plurality of second points reachable based on the final speed of the ship from at least one first point of the route from the starting point to the destination point;
(d) selecting at least one second point of the plurality of second points according to the fixed information or the variable information; And
(e) repeating steps (c) and (d) until the selected second point reaches the destination point.
상기 (c)단계는
상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고,
상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.10. The method of claim 9,
The step (c)
When the first point is a starting point, generating the plurality of second points in all directions;
And generating the plurality of second points within a preset angle when the first point is not a starting point.
상기 (d)단계는
상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.10. The method of claim 9,
The step (d)
And selecting at least one second point that is the shortest distance to the destination point from among the plurality of second points.
상기 (d)단계는
기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하는 단계; 및
상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 단계를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.10. The method of claim 9,
The step (d)
Determining whether the plurality of second points correspond to an obstacle area based on at least one of weather information, chart information, obstacle area information, and location information; And
Deleting the second point included in the obstacle area and selecting second points not included in the obstacle area.
상기 장애구역정보는
통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.The method of claim 12,
The obstacle area information
A route control method of a ship navigation system comprising at least one of traffic line information, land area information, border information, and dangerous area information.
상기 (d)단계는
상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 단계를 더 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.14. The method according to any one of claims 9 to 13,
The step (d)
Selecting the first point and the second point such that a route connecting the first point and the second point from the starting point to the destination point is less than or equal to a predetermined distance; Way.
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